Проектирование корректирующего устройства

Критерии качества КУ:

1. Надежность;

2. Низкая стоимость;

3. Простота схемной реализации;

4. Устойчивость;

5. Помехозащищенность;

6. Малое энергопотребление;

7. Простота производства и эксплуатации.

Ограничения:

1. Не рекомендуется установка в одном корректирующем звене конденсаторов или резисторов, номиналы которых отличаются на два-три порядка.

2. ЛАЧХ корректирующих звеньев может иметь протяженность по частоте не более 2-3 декад, ослабление по амплитуде не более 20-30 дБ.

3. Передаточный коэффициент пассивного четырехполюсника не следует проектировать менее 0,05-0,1.

4. Номиналы резисторов в активных корректирующих звеньях:

а) в цепи обратной связи – не более 1-1,5 МОм и не менее десятков кОм;

б) в цепи прямого канала – от десятков кОм до 1 МОм.

5. Номиналы конденсаторов: единицы мкФ – сотни пкФарад.

Виды корректирующих звеньев

1. Пассивные четырёхполюсники (R-L-C-цепи).

Если , то влиянием нагрузки на информационные процессы можно пренебречь..

Выходной сигнал в этих цепях слабее (или равен по уровню) входного.

Пример. Пассивное интегро-дифференцирующее звено.

,

где .

Преобладание дифференцирующего эффекта обеспечивается в том случае, если величина ослабления k<0.5 или иначе .

Так как сопротивление является наибольшим, то расчет элементов корректирующей цепи целесообразно начинать с условия, задаваясь.

Обозначим , откуда ;

определим промежуточный параметр=>

,

отсюда ,,k=D.

Входное сопротивление звена на постоянном токе ,

на переменном токе

При согласовании по сопротивлениям достаточным условием на постоянном токе является выполнение соотношения ,

на переменном токе .

2. Активные четырёхполюсники.

, если передаточный коэффициент усилителя >>1.

.

Пример. Активное реальное дифференцирующее звено первого порядка.

, причем , , , .

–подбирается при наладке (установка нуля усилителя).

,

–

на переменном токе, а на постоянном токе входное сопротивление равно .

Выходное сопротивление операционных усилителей составляет десятки Ом и определяется, в основном, величинами резисторов в коллекторных цепях выходных транзисторов.

Схема обеспечивает опережение не во всей области частот, а лишь в определённой полосе около частоты среза системы, расположенной обычно в диапазоне низких и средних частот исходной САУ. Идеальное звено сильно подчеркивает высокие частоты, в области которых располагается спектр помех накладываемых на полезный сигнал, в то время как реальный контур передает их без существенного усиления.

3. Дифференцирующий трансформатор.

Сопротивление цепи первичной обмотки трансформатора .

–коэффициент трансформации трансформатора.

Передаточная функция стабилизирующего трансформатора при

и

имеет вид ,

где ,, – индуктивность трансформатора в режиме холостого хода; .

4. Пассивные четырёхполюсники переменного тока.

В цепях переменного тока можно использовать корректирующие цепи постоянного тока.

Схема включения корректирующих цепей следующая: